Método de controle de microoperações baseado em correspondência aprimorada de pontos característicos e otimização por colônia de formigas

LI Dongjie ,  

YUAN Shuai ,  

ZHANG Fuyue ,  

ZHANG Yu ,  

LIANG Yu ,  

YANG Liu ,  

摘要

Em resposta às demandas de aplicação de micro-operações no campo da fabricação de microeletrônica, para resolver os desafios do reconhecimento preciso e planejamento de trajetórias na montagem de microcomponentes irregulares em ambientes complexos, este artigo propõe um método de controle de micro-operações baseado em correspondência aprimorada de pontos característicos e otimização por colônia de formigas. Considerando microcomponentes metálicos irregulares como objetos de operação e micropipetas como ferramenta, foi construído um mecanismo de extração de pontos característicos baseado em BRISK-SURF com um mecanismo de filtragem de consistência de escala e estrutura, alcançando reconhecimento robusto e localização precisa de pontos de operação em condições complexas como rotação e oclusão. Além disso, foi projetado um algoritmo aprimorado de otimização de caminhos por colônia de formigas que integra planejamento prévio A*, por meio de inicialização não uniforme de feromônio, introdução de fatores de obstáculo e função heurística adaptativa, melhorando a capacidade de busca global e a velocidade de convergência. Por fim, foi montada uma plataforma experimental de micro-operações e realizados experimentos de montagem multiobjetivo com esferas e microcomponentes irregulares. Os resultados experimentais mostram que o método proposto limita o erro de posicionamento dos pontos de operação dos microcomponentes em até 1 μm, apresenta robustez superior aos algoritmos de localização visual baseados em SIFT e ORB existentes, e o algoritmo aprimorado de colônia de formigas reduz em média o comprimento do percurso em 11,71% e o tempo de busca em 20,17% em comparação com algoritmos tradicionais. O método proposto pode atender às necessidades de automação de alta precisão para microoperações em condições de trabalho complexas.

关键词

microoperação;microcomponentes;correspondência de pontos característicos;planejamento de trajeto

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